نوسان جنوبی یکی از مهمترین و شاخص ترین رویداد هایی است که منجر به ظهور نابهنجاری های بزرگ آب و هوایی در بسیاری از نقاط جهان می شود. هواشناسان و اقیانوس شناسان جهان در سال های اخیر مطالعات زیاد و دقیقی در مورد مکانیزم ایجاد ال نینو و تاثیرات متقابل جو و اقیانوس انجام داده اند، بویژه مطالعات گسترده ای در ارتباط با ناموزونی دما در سطح دریا و نوسانات فشار جو در سال هایی که ال نینو رخ می دهد انجام گرفته است، مجموعه این تغییرات را بنام نوسانات جنوبی می نامند که با کلمه اختصاری ENSO) ElNino Southern Oscillation ) یعنی ترکیبی از دو کلمه ال نینو و نوسانات جنوبی است بکار می رود. برای نخستین بار واکر (1932) و بلیس (1937) بر وجود نوسانی در فشار سطح و در مقیاس جهانی اشاره کردند و آن را نوسان جنوبی SO نامیدند. بدین سان SO یک الگوی ارتباط از راه دور جهانی در اتمسفر است و به دلیل تمیز آن از سایر الگوهای ارتباط از راه دور ( بویژه نوسانات اطلس شمالی و آرام شمالی) جنوبی نامیده شده است. مراکز عمل SO توسط یک گردش مداری شرق به غرب در امتداد صفحه استوا همراه با صعود هوا در غرب اقیانوس آرام و نزول هوا در شرق اقیانوس آرام به یکدیگر مربوط می شود و به این ترتیب گردش شکل می گیرد که توسط بژرگنس (1969) گردش واکر نامیده شد. ال نینو مولفه اقیانوسی ENSO است و با دگرگونی های بزرگ در دماهای سطح دریا در منطقه آرام حاره ای پدیدار می شود.
مشخصات ال نینو :
در طول پدیده ال نینو بادها در استوا بر روی اقیانوس از غرب به شرق می وزند. این بادها در سطح آب اقیانوس جابجا شده و آبهای گرم سطح اقیانوس را که بوسیله خورشید در مناطق گرمسیری حرارت دیده اند، به سواحل غربی شمال و جنوب قاره آمریکا می آورد. به دنبال آبهای گرم، بارندگی نیز به سمت مشرق متمایل می شود، به همراه سیل در پرو و خشکسالی در اندونزی و استرالیا. نشانه کلیدی ال نینو، افزایش دمای غیر عادی در امتداد و هر دو طرف خط استوا در اقیانوس آرام مرکزی و شرقی است. این جریان هر چند سال یکبار با یک گرمایش عظیم و غیر معمول همراه می شود. بطوری که در این حال دماهای سطح دریا حداقل برای چند ماه پیاپی در 3 تا 5 محل ساحلی بالای حد نرمال می رود. و در پی آن دمای سطح دریا برای یک سال و یا حتی بیشتر بصورت غیر عادی باقی می ماند و برای برگشت به شرایط عادی منطقه، حداقل تا ژانویه یا مارس آینده زمان لازم است.
ال نینو اصولاً تغییراتی در موقعیت تندبادها بوجود آورده و موجب پدید آمدن رفتارهای آب و هوایی غیر معمول در کره زمین می گردد. تغییرات در تندبادها که توسط ENSO صورت می گیرد بر آب و هوا نه تنها در شمال و جنوب قاره آمریکا بلکه در نقاط دوردستی همچون آفریقا و نواحی جنوبگان نیز تاثیر می گذارد.
در حالت عادی آب و هوای نواحی گرمسیری منطقه غرب دارای دمای بیشتر از 10 درجه سانتیگراد نسبت به سواحل شرق پرو و اکوادور می باشد. فشار هوا در بالای آب های گرم کاملاً پایین است. هوای مرطوب برخاسته از منطقه باعث تشکیل ابرهای سنگین و بارانهای شدیدی مشابه بارانهای جنوب شرق آسیا، گینه نو و شمال استرالیا می شود. که نهایتاً منجر به افزایش بارندگی در مناطق جنوبی آمریکا و پرو و خشکسالی در قسمت غربی اقیانوس آرام که استرالیا و کشورهای مجاور را نیز تحت تاثیر قرار می دهد، می گردد. در طی یک رویداد ال نینو نابهنجاری های دمای سطح دریا، سطحی به وسعت 5 میلیون کیلومتر مربع را در طی مراحل انتقال تا تکامل پوشش می دهد.
دلایل وقوع ال نینو :
گردش واکر: این گردش یک گردش اتمسفری، در صفحه ای عمود بر استوا می باشد که با صعود هوا در غرب آرام استوایی و نزول هوا در شرق آرام استوایی شکل می گیرد و همراه با آن بادهای سطحی شرقی و بادهای غربی فوقانی به موازات استوا در سطح وسیعی از حوضه آرام استوایی ایجاد می شود. در واقع گردش واکر اتمسفر، به گرادیان دمای سطح دریا در طول استوا، میان دماهای بالا در غرب آرام استوایی و دماهای پایین در شرق آرام استوایی می باشد و قویاً در ارتباط با رویداد ENSO است.
در شرایط عادی منطقه، در غرب آرام حاره ای به واسطه بادهای تجارتی جنوب شرقی نسبتاً آرام، گرایش حاصل از تشعشع خورشیدی موجب گرم شدن آبهای اقیانوس می شود.
به طور همزمان بادهای تجارتی جنوب شرقی موجب فرا رفت آبهای گرم به سمت غرب می شوند. بنابراین در غرب آرام حاره ای یک انباشتگی از آبهای با دماهای بالا بوجود می آید و تراز دریا در این منطقه بالا است. حال به دلیل تنش باد شرقی در آرام استوایی حرکتی به سمت قطب در لایه اکمن اقیانوسی ایجاد می شود و در پی آن به دلیل پیوستگی، فراجهندگی آب سرد در نواحی مرکزی و شرقی آرام استوایی به وجود می آید که این علتی بر وجود زبانه آب خنک در نواحی مرکزی و شرقی آرام استوایی می باشد. بدین ترتیب در شرایط عادی منطقه، در غرب آرام استوایی آبهای سطحی با دماهای بالا و در مرکز و شرق آرام استوایی، زبانه ای از آبهای سطحی با دماهای پایین وجود دارد. حال در نواحی استوایی توزیع فعالیتهای همرفتی قوی در اتمسفر به میزان زیادی به همگرایی بادهای تجارتی و دمای سطح دریا بستگی دارد به طوری که منطقه همگرایی درون حاره ای (ITCZ - Inter Tropical Convergence Zone) و منطقه همگرایی آرام جنوبی (SPCZ - South Pacific Convergence Zone) بر روی مناطقی واقع شده اند که دارای آب های سطحی با دمای بالاتر از 27 درجه سانتیگراد می باشند. بنابراین در غرب آرام استوایی توسط بادهای تجارتی همگرایی و در نتیجه صعود هوای گرم و مرطوب اتفاق می افتد و به دنبال آن در اثر فعالیتهای همرفتی و بارندگی، گرمای نهان به طور گسترده ای در اتمسفر فوقانی آزاد می شود و در این حال زمینه ای مساعد جهت یک شارش برگشتی به سمت شرق و به موازات استوا در اتمسفر فوقانی پدید می آید و در پی آن هوای خشک در شرق آرام استوایی نزول می کند. بنابراین در شرق آرام استوایی ناحیه پر فشار سطحی و در غرب آرام استوایی ناحیه کم فشار سطحی شکل میگیرد و به دلیل گرادیان فشار به وجود آمده، حرکتی از شرق به غرب در سطح و موازات استوا ایجاد شده و بدین سان گردش واکر که حاصل گرمایش آدیاباتیک در نواحی استوایی است شکل می گیرد. همراه با بادهای تجاری جنوب شرقی قوی، گردش واکر شدت می یابد اما قدرت گردش واکر با دمای سطح دریا در شرق آرام استوایی نیز در ارتباط است به این ترتیب زمانی که دماهای سطحی دریا در شرق آرام استوایی پایین تر از حد نرمال است (شرایط عکس ال نینو که لانینا نام گرفته است) بادهای تجاری و گردش واکر در قویترین وضعیت خود قرار دارند. تحت این شرایط، شرق استرالیا، اندونزی و هندوستان از هوایی مرطوب و باران زا برخوردارند و شرق آرام استوایی هوای خشک حاکم است واین شرایط عادی منطقه می باشد. اما زمان وقوع رویداد ENSO یعنی شرایط غیر عادی منطقه، زمانی است که گردش واکر ضعیف شده و به دنبال آن هوای خشک و کم باران حاکم می شود.
راههای مشاهده، ثبت و اندزه گیری:
نوسان جنوبی یک رفتار الاکلنگی در توده اتمسفری است که مستلزم تبادل هوا میان دو نیمکره شرقی و غربی بوده و در عرضهای جغرافیایی حاره ای و جنب حاره ای متمرکز می باشد. مراکز عمل آن اطراف اندونزی و شرق آرام جنوبی در بخش حاره ای است. زمانی که فشارهای سطح در شرق آرام جنوبی حاره ای (تاهیتی در 17 درجه جنوبی و 150 درجه غربی ) بالای نرمال است در بیشتر نواحی غرب آرام جنوب حاره ای (داروین در 12 درجه جنوبی و 130 درجه شرقی ) فشارهای سطح زیر حد نرمال است، که این فاز سرد نوسان جنوبی نام گرفته و با پدیده لانینا (عکس ال نینو ) همراه است . در این حالت دماهای سطح دریا در شرق آرام جنوبی حاره ای پائین تر از نرمال است و بادهای تجارتی و گردش واکر در قویترین وضعیت خود قرار دارند. اما زمانی که فشارهای سطح در شرق آرام جنوبی حاره ای پائین تر از نرمال است در اکثر نواحی غرب آرام جنوبی حاره ای فشار های سطح بالاتر از نرمال است و این شرایط فاز گرم نوسان جنوبی نام گرفته و در اکثر مواقع با پدیده ال نینو همراه است. با اندازه گیری فشارهای سطح در حوزة آرام جنوبی حاره ای یک شاخص اتمسفری (Southern Oscillation Index-SOI) برای نوسان جنوبی به صورت زیر تعریف شده است :
اگر فشار تاهیتی منهای فشار داروین عددی مثبت شود شرایط غیر ال نینو است و اگر فشار تاهیتی منهای فشار داروین عددی منفی شود شرایط ال نینو برقرار است .
به طور کلی مدارکی قوی وجود دارد دال بر اینکه یک گرمایش کلی در اتمسفر جهانی در حدود چند ماه بعد از یک رویداد قوی ال نینو به وجود می آید. بر این اساس پروفسور ویرتکی از دانشگاه هاوایی در سال 1985 پیشنهاد نمود که مقیاس زمانی برای وقوع رویداد ال نینو بایستی با محاسبه زمان لازم برای اندوختن آب گرم در مناطق حاره ای جهت شارژ سیستم تعیین شود زیرا به هنگام ظهور ال نینو حرارتی شارژ شده به سمت عرض های جغرافیایی بالا و نیز به داخل اتمسفر آزاد می شود. در طول مرحله تکامل، یک پریشیدگی به شکل منبع حرارتی در غرب آرام استوایی ایجاد می شود و این منبع حرارتی یک سلسله رویدادهایی را ایجاد می نماید و سرانجام شرایط غیر ال نینو در منطقه حاکم می شود.
برای گرد آوری داده های لازم NOAA از یک شبکه چند شناوری استفاده می کنند که دما و جریان ها و بادهای خطوط استوایی را اندازه گیری می کند. این شناورها به طور روزانه داده میفرستند که بلافاصله در دسترس محققان و پیش بینی کنندگان در سراسر دنیا قرار می گیرد.
در اقیانوس آرام استوایی، ال نینو به روشهای مختلفی هم چون ماهواره ها، شناورهای متصل به لنگرگاه ها، تجزیه و تحلیل سطح دریا و XBT ها ردیابی می شود. بسیاری از این سیستمهای بررسی اقیانوس جزیی از برنامه «اقیانوسهای گرمسیری ـ اتمسفر جهانی » بوده اند و هم اکنون در طرح « سیستم بررسی ENSO » به کار گرفته شده اند.
همراه با رویداد ال نینو تولیدات بیولوژیکی به دلیل کاهش فرا جهندگی آب سرد در سرتاسر سواحل پرو و اکوادور کاهش می یابد که این سبب مرگ و میر ماهیان و به خصوص ماهی کولی که غذای عمده پرندگان دریایی است می شود. به دنبال مرگ و میر ماهیان، میلیونها پرنده دریایی به علت عدم وجود غذای عمده خود یعنی ماهی کولی در ساحل نابود می شوند که این لطمه اقتصادی جبران ناپذیری را در صنایع ماهیگیری و کود مرغ (دریایی) گیری برای کشورهای پرو و اکوادور به بار می آورد. از آسیب های محلی دیگر، بارندگی های سیل آسا در بخش هایی که به طور معمول لم یزرع سواحل پرو و اکوادور است که سبب ته نشست های گلی و تخریب شالوده این مناطق می شود و در مجموع به دلیل شرایط نا به هنجار به وجود آمده، پدیده ال نینو در منطقه به عنوان فاجعه طبیعت شناخته شده است. همچنین این پدیده رابطه ای قوی با خشکسالی در هند، شرق استرالیا، مالزی، اندونزی و کلاً آسیای جنوب شرقی دارد. مثلاً ال نینوی 1983–1982 که شدیدترین رویداد اقلیمی دریایی از این نوع بوده است موجب انقال زنجیره باران های حاره ای به طرف شرق و مرکز اقیانوس آرام گردید. که این مطلب از تفسیر نقشه های ماهواره ای و تشعشعات موج بلند بازتابیده از سطح اقیانوس ثابت شده است. از نتایج این واقعه بارانهای شدید به مقدار 2000 میلیمتر و جاری شدن سیل های مخرب در جنوب اکوادور و شمال شرق پرو می باشد.
اطلاعاتی در مورد واژه ال نینو :
ال نینو لغتی اسپانیولی و به مفهوم پسر بچه و با تعمیم معنا، کودک مسیح است. علت این نامگذاری به دلیل اعتقادات قلبی و مذهبی سکنه ساحل نشین کشور های اکوادور و پرو است. عبارت ال نینو در اصل به یک جریان گرم و ضعیف سالیانه اطلاق می شود که حدوداً در زمان کریسمس به سمت جنوب در امتداد سواحل پرو و اکوادور جریان می یابد. از این رو کودک مسیح نامیده شده است. لانینا (Lanina) یعنی دختر کوچک و بعضــی مواقع (El-viejo) یا (Anti Elnino) خوانده می شود.
